恭喜广东工业大学;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)冯景春获国家专利权
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龙图腾网恭喜广东工业大学;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)申请的专利一种针对深海特定层位海水的自动保压采样装置与方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118857854B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410896783.X,技术领域涉及:G01N1/14;该发明授权一种针对深海特定层位海水的自动保压采样装置与方法是由冯景春;梁健臻;张偲;谢炎设计研发完成,并于2024-07-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种针对深海特定层位海水的自动保压采样装置与方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种针对深海特定层位海水的自动保压采样装置与方法,涉及深海采样的技术领域,包括旋转单元,用于驱动开闭多序列采样过滤单元内的采样阀;多序列采样过滤单元,用于采集海水样品和固定浮游生物;注液单元,用于向多序列采样过滤单元注入海水或固定液;增压单元,用于调整多序列采样过滤单元的压力;层位识别单元,用于自动识别深海目标层位;控制单元,用于接收其他单元传输的数据,并对其他单元进行控制;外框架,用于承载其他单元。本发明通过各单元之间的协同配合,可以自动选择特定海水层位、自动判断采集效果、自动排出失效样品并进行二次采样,采样效率高,采样效果好。
本发明授权一种针对深海特定层位海水的自动保压采样装置与方法在权利要求书中公布了:1.一种针对深海特定层位海水的自动保压采样方法,基于一种针对深海特定层位海水的自动保压采样装置,其特征在于,包括:S1:将每个采样釜抽气至真空状态后,下放所述采样装置至海底;下放过程中,层位识别单元测定海水的实时温度、实时盐度和实时深度,发送至控制单元;S2:控制单元基于海水的实时温度、实时盐度和实时深度,识别若干个目标层位并计算对应的预充压力值;控制气压调节器依次调整至对应的预充压力值,控制注气电磁阀开启,使氮气瓶依次向对应的采样釜注入高压氮气,压力传感器实时监测采样釜的当前压力;当采样釜的当前压力达到对应的预充压力值时,发送提升信号至控制单元;S3:提升所述采样装置至目标层位,控制单元控制旋转电机顺时针旋转,驱动双端顶杆的长端部打开对应的采样阀;控制抽水泵开启,开启对应的过滤阀,对海水进行采样;经过第一预设时间后,关闭抽水泵,并控制旋转电机顺时针旋转,驱动双端顶杆的长端部关闭对应的采样阀;S4:压力传感器和流量计分别实时监测采样釜的当前压力和过滤釜的实时流量,发送至控制单元;当采样釜的当前压力大于预设压力阈值且过滤釜的实时流量大于预设流量阈值时,执行步骤S7;否则执行步骤S5;S5:控制单元控制旋转电机逆时针旋转,驱动双端顶杆的长端部重新打开该采样阀;关闭过滤阀,控制氮气瓶向该采样釜持续注入高压氮气,使采样釜内的海水经重新打开的采样阀排出,直到采样釜达到第二压力;S6:打开排气电磁阀,控制抽水泵重新开启,对海水进行采样;当流量计的累计流量达到预设累计流量阈值时,控制抽水泵和排气电磁阀关闭,并控制旋转电机顺时针旋转,驱动双端顶杆的长端部关闭该采样阀;返回步骤S4:S7:控制固定液注液泵开启,从固定液储备釜向对应的过滤釜内注入RNAlater固定液,以固定过滤膜中的浮游生物;经过第二预设时间后,关闭固定液注液泵;S8:判断是否完成所有目标层位的海水采集;若否,提升所述采样装置至下一的目标采水层位,重复步骤S3-S7;否则,结束海水采集;所述一种针对深海特定层位海水的自动保压采样装置,包括外框架1、旋转单元2、多序列采样过滤单元、注液单元4、增压单元5、层位识别单元6和控制单元7;所述多序列采样过滤单元设置在外框架1内,包括若干个采样过滤模块3;每个所述采样过滤模块3均包括采样阀31、采样釜32、排气电磁阀33、压力传感器34、过滤阀35、过滤釜36和流量计37;所述采样阀31的出水端与采样釜32的一端连接,采样釜32的另一端设置有压力传感器34和排气电磁阀33;所述采样阀31的出水端还与过滤阀35的进水端连接,过滤阀35的出水端与过滤釜36的一端连接,过滤釜36的另一端与流量计37连接;所述若干个采样阀31沿圆周分布在外框架1顶部上,所有采样阀31的控制端朝向旋转单元2;所述注液单元4设置在外框架1内,包括抽水泵41、固定液注液泵43和固定液储备釜44;所述抽水泵41的一端悬空,抽水泵41的另一端分别与每个采样过滤模块3的采样阀31的进水端连接;所述固定液注液泵43的一端与固定液储备釜44连接,所述固定液注液泵43的另一端分别与每个采样过滤模块3的过滤釜36的一端连接;所述旋转单元2设置在外框架1顶部中心处,旋转单元2的端部与采样阀31的控制端抵接;所述增压单元5设置在外框架1外,增压单元5的输出端分别与每个所述采样过滤模块3的采样釜32的另一端连接;所述层位识别单元6设置在外框架1底部,层位识别单元6的数据输出端与控制单元7的数据输入端连接;所述控制单元7设置在外框架1内,控制单元7的数据输入端还分别与压力传感器34、流量计37的数据输出端连接,控制单元7的控制端分别与旋转单元2、增压单元5、排气电磁阀33的控制端连接;所述采样釜32包括第一釜体321、活塞322和胶圈323;所述活塞322的侧壁设置有凹槽,所述胶圈323套设于活塞322的凹槽内;所述活塞322设置于第一釜体321内,将第一釜体321分隔为气体腔和液体腔;所述第一釜体321液体腔的一端与采样阀31的出水端连接,第一釜体321气体腔的一端设置有压力传感器34和排气电磁阀33;所述增压单元5包括氮气瓶51、气瓶固定架52、气压调节器53和注气电磁阀54;所述气瓶固定架52设置在外框架1外,所述氮气瓶51设置在气瓶固定架52内;所述氮气瓶51的出气口与气压调节器53的一端连接,气压调节器53的另一端与注气电磁阀54的一端连接,注气电磁阀54的另一端分别与每个所述采样釜32的气体腔的一端连接;所述控制单元7的控制端分别与气压调节器53、注气电磁阀54的控制端连接;所述旋转单元2包括旋转电机21、齿轮盘22和双端顶杆23;所述齿轮盘22设置在外框架1顶部中心处;所述双端顶杆23包括长端部和短端部,双端顶杆23的短端部与齿轮盘22的齿面抵接,双端顶杆23的长端部与采样阀31的控制端抵接;所述旋转电机21的输出端与所述双端顶杆23连接,带动所述双端顶杆23转动;旋转电机21的控制端与控制单元7的控制端连接。
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